监控量测分析

1、监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站监控量测分析报告一、监控量测的实施情况1、实施依据铁道第一勘察设计院监控量测设计和监理批复的施工监测方案A项量测项目均已实施。包含有：地表沉降、管线沉降、拱顶沉降、净空收敛和建筑物沉降等。B项已实施的项目有：钢筋应力和土压力盒。复杂的周边环境高大建筑物多，地下管线众多，紧邻劲松桥，且处于交通繁忙的主干道路下。工程进度截止到2004年11月18日，西北竖井施工21m；西北风道两导洞施工完；东北竖 井完；上下横通道完。北1导洞58m,南1导洞85m,南4导洞92m,北4导洞58m； 科研需要B项量测项目中，为掌握初支背后土体压力和结构受力情况，购买钢筋应力计48

2、个，应力盒24个，已在北导洞和南导洞各设1个断面。地中位移分别在西北、东北竖 井围护桩施工中已实施。2、监控量测的布点地面沉降布点车站主体范围 DK24+095DK24+285 ,每10m一个断面，共20个测点断面，布 点尽量与地下导洞洞室收敛点在同一个里程断面上（布点情况见地面沉降监测总平 面布置图）。由于DK24+195DK24+245断面处于南磨坊路与东三环南路十字交叉路 口，车流量非常大，故该地段测点无法布设和监测。地面布点在学子面达到前15m （破 裂角以外）完成布点及初始值采集。地下导洞布点 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站主要有拱顶沉降和净空收敛两个监

3、测项目。 小导洞和横通道每10米布置1个监测 断面，结构转点处5m一个断面。测点在格栅钢架安装时直接焊接在钢架主筋上，喷 完混凝土 24小时内采集初始值。建筑物沉降布点劲松站高大建筑物的沉降监测点已全部布设完毕，初始值及现状调查在2004年3月份采集完毕（监理已批复），108楼、110楼在监测中，现已稳定。富顿中心大楼离 东北竖井约25m,另有15根围护桩和11根旋喷桩的保护，竖井施工对其影响较小。管线监测布点主要监测的有东北竖井锁口圈下的给水管和西北风道斜交的热力管廊。热力管廊 分内底沉降和地面沉降分别布点，布点间距 5m。3、与降水单位的联测2004年4月30日与降水单位、市政单位等四方对

4、劲松桥桥桩进行了联测，与降 水单位初始值采集最大差异为 0.63mm； 10月6日与降水单位对劲松桥桩进行了第二 次联测，差异值最大0.98mm。（见附表1）110楼初始值的采集未在同一天，所以累计沉降值略有差异；9月14日，进行了联测，联测结果差异值最大为0.25mm。110楼监测联测对比分析表1测点编号初始值差值本次观测值累计沉降差值五局降水mm五局降水差值五局降水mmCJ8-138.3118038.313771.9738.3011638.300910.25-10.64-12.862.22CJ8-438.5261938.525510.6838.5165838.516390.19-9.61-

5、9.120.494、监控量测的组织成立由5人组成的专职监测小组，所有监测项目每日出日报，报总工程师签认。 及时掌握安全动态，为施工提供参数，及时采取对策控制沉降速率。测点累计沉降达 到或超过预警值和控制值时项目部召开分析会，找出原因，研究对策。周报绘制位移 与时间曲线图，作出安全评估，报监理。日常监控有侧重。沉降速率大的测点加密监测频率，每天 12次。掌子面测点及,、。 中铁五局（集团）有限公司2北京地铁十号线劲松站监控量测分析报告时采集初始值，速率大于 0.5mm前每天一次，以后三天1次；速率小于0.2mm时, 每月2次。桥桩每周2次。二、安全评估1、地表监测部分测点沉降超过控制值，现已稳定

6、，无安全隐患。 TOC o 1-5 h z 地表最大沉降值统计表2序号测点编号测点位置累计沉降最大 值（mm）开挖时间稳定时间1TD1、TD2、TD3西北风道K0+010地面-37.82004-9-32004-9-292dm105-2主体与风道相交DK24+105 处-30.412004-10-252004-11-103dm165-2主体上横通道堵头地表DK24+165-31.542004-9-162004-10-2 TOC o 1-5 h z 其余各点沉降速率和累计沉降值在控制范围内，未出现异常情况2、导洞监测拱顶累计沉降和边墙收敛值普遍较小，导洞安全导洞拱顶沉降最大值统计表3序号测点编号测

7、点位置累计沉降最大 值（mm）开挖时间备注1B4-1主体北4导洞DK24+162-11.342004-9-18稳定2XBB-10西北风道北洞K0+065-13.262004-10-14稳定 TOC o 1-5 h z 导洞边墙收敛最大值统计表4序号测点编号测点位置累计最大收敛 值（mm）开挖时间备注1N4S-8主体南4导洞DK24+231-2.242004-10-28稳定2XBBS-8西北风道北洞K0+050-2.972004-10-8稳定3、建筑物沉降108楼最大沉降15.17mm, 110楼最大14.96mm,在控制值（20mm）以内。目前 已处于稳定，后续施工对其影响小。 中铁五局（集团

8、）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站4、桥桩沉降最大沉降值-13.84mm,因后续施工仍将产生较大影响，需高度重视，现阶段应按 照桥桩保护设计，采取有效措施，控制沉降，固结桥桩周边地层，减少后续施工对其 的影响。5、管线沉降热力管廊（内底）沉降最大沉降值 19.83mm （见附表2）,接近控制值（20mm）。 虽然目前已稳定，但下一步导洞中间土体开挖及扣拱过程中仍将引起一定沉降，需重 视，下一步施工应严格按管廊保护方案施工。东北竖井给水管线累计沉降最大值-15.56 mm,最大速率-0.52mm/d;不均匀沉降2.5mm （见附表3）。现已处于平稳安全状态。三、降水的影响1、降水对地

9、表沉降的影响降水是引起地面沉降的影响因素之一。从主体K24+095+175断面中心点分析，在9月15日车站主体区域降水启动 约25口降水井后，使地面测点沉降速率显著加大，在7天的时间内，累计沉降达8.7mm, 而开挖引起的沉降速率无明显加大。见下图：车站主体地表沉降变化曲线图 沉降值（mm时间 dm095-0 dm105-0Tdm115-0Tdm125-0Tdm135-0dm145-0Idm155-0dm165-0dm175-0e 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站110楼距离风道20m以外，开挖影响小，最大沉降达14.96mm。2、降水对桥桩沉降的影响降水是引起桥桩

10、沉降的主要因素。 根据9月29日水位和监测数据，水位越低，桥桩沉降越大。水位标高与桥桩沉降关系图如下:时间一位移（水位标高）曲线图墩号测点JSQ3-1JSQ 4-1JSQ 5-1JSQ 6-1JSQ 7-1最低水位（m）-29.2-25.7-23.8-22.4-21.2沉降值（mm-12.59-9.67-7.77-5.49-3.11水位与沉降数据统计表59月15日启动车站主体降水井后，桥桩沉降速率较大，在7天的时间内，最大沉降达7mm, 3号桥位水位最低，沉降速率最大。 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站四、监测项目分析1、地质描述上层小导洞拱部均位于粉细砂层，边墙为

11、中粗砂层和圆砾卵石层，下横通道拱部 位于粉质粘土层。竖井开挖分层地质情况与设计相符。2、地表沉降分析 开挖对地表沉降的影响地表沉降受开挖和降水沉降的综合影响，沉降速率有明显的突变点。地表沉降点 在导洞开挖学子面到达前后一段时间内，速率略有增大。如下图：车站主体地表沉降变化曲线图时间车站主体地表沉降变化曲线图 沉降值（mm时间e 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站注：2点靠桥桩，位于4号导洞地表，2点位于主体1号导洞地表。根据曲线图分析，一般情况下，地表沉降点在掌子面开挖到达前约 7米，沉降速 率增大，持续时间约15天，掌子面过后约10m,仍有一段时间保持速率沉降。（结

12、构 转点除外）。数据统计表表6点位编号掌子面开 挖时间速率增大时间段速率开始增大距离事 子向到达的时间（天）开始结束持续时间（大）Dm095-22004-11-0310-2911-10125Dm115-22004-10-2410-2211-5142Dm125-22004-10-1410-910-22135Dm135-22004-10-0510-210-17153Dm115-22004-10-2710-2211-5145Dm135-22004-10-0910-610-17113Dm145-22004-10-019-2610-12165结构转点处受应力集中的影响，地表沉降值偏大，如横通道及西北风道

13、加高段地面，受马头门破除及导洞开挖的影响，沉降值偏大。Dm165-2位于横通道堵头处地表，最大沉降达31.54mm。车站主体（DK24+165地表沉降变化曲线图 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站dm165-2沉降受横通道开挖、堵头和开马头门的综合沉降影响，有两阶段沉降速 率显著加大。从曲线图分析，从横通道开挖到封端（2004年9月2日10日），测点沉 降约7mm,开马头门及导洞开挖（2004年9月11日28日）阶段沉降速率再次加大， 此阶段累计沉降9.5mm。3、建筑物沉降分析主要监测建筑物有西北竖井附近的108楼和110楼沉降现状劲松站邻近建筑物110号楼，靠近西

14、北竖井的一侧110L-1为-14.59mm,北110L-2为-14.96mm （见110楼沉降曲线图）。108楼靠竖井，最大沉降量为-15.17mm （见108西北110居民楼沉降监测曲线图 沉降值（mm时间110L-1-110L-2e 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站108楼最大沉降速率表现在8月4日9月3日，此阶段主要作业是竖井开挖及马 头门破除，以及降水的综合影响。110楼受西北风道开挖的影响小，9月10日启动风道降水井，沉降速率加大，在 10天内建筑物沉降达5m济右。根据北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ01-501-92）规定，地基条件为第 四纪砂质

15、粉土及粉细砂者，长期最大沉降量允许值为30mm各建筑物差异沉降很小，倾斜为万分之一左右，属均匀沉降。建筑物基本情况建筑物基本情况一览表建筑物名 称产权单位竣工 时间ag平面尺 寸（m）结构类 型基础类 型/埋深 （m）高度劲松1区110号楼原中国土 畜产公司1979西北风亭正南方20m10X55醇混条形/26层劲松1区114号楼北京第五 建筑公司1976西北风亭西南方17m10X64醇混条形/26层劲松1区108号楼劲松房管 所1979西北风亭西北方8m10X20醇混条形/26层劲松1区劲松房管1978西北出入口框架剪箱形/512层111号楼所正北力墙沉降机理地下水位降低，土中有效应力增大，地

16、层产生固结沉降，从而引起建筑物沉降。 如果建筑物基础埋深不大，在地下水位以上，则单纯受降水影响的建筑物沉降值与地 面沉降基本一致，如果建筑物基础埋深较大，则其沉降小于地面沉降值。降水影响的 沉降从降水漏斗中心区向外逐步减小。由于西北竖井结构距110号楼大于20m , 110楼建筑物地基基础处于隧道开挖主 要影响带应力扩散角范围以外；108号楼虽距竖井较近（7.5） m,但施工了隔离桩， 因而判断：降水是造成建筑物沉降主要原因，隧道开挖是次要原因，影响很小。由于 目前沉降还比较均匀，这些建筑物在现阶段是安全的。4、桥桩沉降分析10月9日，55号渗水井最低水位降到地面以下 29m,在桥桩桩基底（绝

17、对标高 9.710.4m） 2米以下，水位往北依次升高（7号墩附近为21m）。JSQ3-1号桥桩位于 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站55号渗水井旁，至10月21日，JSQ3-1号桥桩累计沉降最大沉降值-12.29mm,其他 桥桩沉降往北以约2.5mm递减（见附表4）。说明桥桩的沉降受降水水位标高的影响较 大。具体分析降水引起桥桩沉降的机理为：由于降水引起地层的固结沉降，桩土之间会产生负摩阻力。桩的负摩阻力对桩基 础是一种附加荷载，它的影响使桩身轴力增大，因持力层为可压缩性土，它将使桩产 生沉降。9月15日启动桥周降水井后沉降速率加大。另一方面，劲松桥桥桩全部是摩擦

18、桩，承载力主要由桩间摩阻力提供。由于隧道 开挖后，围岩产生应力重分布，导致桩周土扰动，桩间土的摩阻力减小，使桩产生沉 降。综合分析，Q3-3在导洞结构以外20m,在开挖影响破裂角以外，沉降11.13mm, 由此判定降水是造成沉降的主要原因，导洞开挖是次要原因，影响很小。现阶段由Q3-1 点向南每墩按约2.5mm递减。东西向差异沉降约1.0mm （见附表4）,总体差异沉降 较小，桥梁处于安全状态。5、地中位移2004年8月30日，竖井临时封底已完，地中位移 9m的深度最大为6.2mm。说 明围护桩对稳定竖井周边地层，保护周边建筑物能起到非常好的隔离效果。见附表 5 及曲线图6、钢筋应力及土压力监

19、测小导洞周边土压力正常情况下为 0.02 Mpa左右，南洞右侧墙压力盒设在马头门开 口附近，属应力集中的反应，压力较大。土压力统计表表洞室拱顶（Mpa）边墙（Mpa）备注左右北洞0.0210.0200.020南洞0.0180.0250.085西北风道北洞钢筋应力异常，从力学上分析边墙临空侧受拉，迎土侧受压，监测10e 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站数据显示最大受拉7.0KN左右，最大受压48KN左右。钢筋应力统计表表洞室拱顶（KN ）左边墙（KN）右边墙（KN）备注迎士侧临空侧迎士侧临空侧迎士侧临空侧北洞-50.9-74.0-11.1-83.4-28.3-24.2

20、“十” 受拉，“-”受压南洞-48.8-9.26.2-30.07.0五、原因分析及控制措施1、降水引起建筑物及地面沉降较大的原因分析根据北京市以前降水实验和复八线五号线监测结果资料，降水引起的沉降主要发 生在细颗粒地层中（粗颗粒地层由于粗砂石骨架的支撑基本不发生压缩）。劲松站地质属于北京地区永定河冲击扇下游，具有多层含水层的细颗粒地层中。由于上下大部分由粘土、粉细砂、细砂、粉质粘土等地层组成。劲松站地下水位高，较往北各站地下水位高 78m。水量大，降水困难。需降四层 水，第一层滞水在地面以下4m,第二层潜水在地面以下12m,第三层层间潜水在地面 以下21m,第四层微承压水在地面以下 29m。降

21、水造成含水层间及其以上粘性土失水，引起地层压缩发生沉降，根据相似地层 资料及经验公式计算，劲松站降水引起地表、桥桩沉降将达22.1mm。2、西北风道地面沉降分析西北风道地面沉降TD1、TD2、TD3点累计沉降超过控制值。原因分析：此区域共有三批次降水，竖井周边降水井在7月21日，风道站体侧降水井在 8月3日，主体区间侧降水井在8月18日，每次降水地表沉降速率明显加大， 降水是引起沉降超限的主要因素；热力管廊在年初施工完，对小导洞拱部土体已先前扰动，第二次扰动沉降影 响系数增大。西北风道顶部原为一 6米深的地下人防工事，施工竖井前进行了拆除回填，11e 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北

22、京地铁十号线劲松站地面以下6m为新回填土。位于西北风道与竖井结构界面转换附近，沉降相对较大。下阶段导洞间土体开挖及扣拱将引起地表沉降进一步扩大，为控制沉降，导洞开挖中我们采取的对策及措施有：控制小导管打设角度和环向间距，小导管角度为15。左右，环向间距加密 至200mm,每根j打设，长度 2.0m。加强拱脚锁脚锚杆的打设，控制角度（45度），与格栅焊接牢靠，注水泥 浆液。严格按施工方案留核心土开挖。加强初支背后注浆，在拱部、边墙两侧拱脚下1m埋置注浆小导管，导管长0.5m,每3m一个断面。每施工3m及时进行初支背后填充注浆。采用双排小导管注浆，严格注浆施工工艺，粉细砂层注改性水玻璃浆液。3、横

23、通道地表沉降主体部分点地表沉降超过预警值，其中 dm165-2最大沉降累计值为-31.54mm,超 过控制值，这些测点均在横通道地表及附近。分析原因如下：测点断面处于横通道及小导洞开挖影响叠加范围内，上横通道埋深浅，断面跨 度大，开挖采用的是台阶法开挖，对拱部土体的扰动相对较大。小导洞马头门的破除及开挖均对横通道地表附近的测点产生二次沉降影响。竖井开挖对部分点有一定影响。在9月10日和9月15日两次降水的沉降影响带内。4、热力管廊沉降热力管廊内底沉降累计最大值-19.83mm,接近控制值，原因分析为：热力管廊离风道初支顶部仅1.2m,导洞开挖影响大。 热力管廊施工在今年2月份才完成，地层二次扰

24、动使沉降影响系数加大。控制措施： 管线影响段19.5米，风道小导洞拱部32超前导管密排布置，环向间距0.2m, 长度取2.0m,每根格栅钢架打设1环，小导管注改性水玻璃浆液。12 中铁五局（集团）有限公司监控量测分析报告北京地铁十号线劲松站 导洞喷射混凝土施工时每2.5米1个断面预留3根长0.5m的注浆管，两侧边 墙各1根，拱部1根。每施工2.5m后及时压注水泥浆，回填背后空隙，并加固被扰动 士体。小导洞拱部超前注浆小导管施工时，适当调整外插角，避免破坏上方管线。加强管廊洞内沉降监测及小导洞拱顶沉降监测。5、西北风道加高段地表沉降西北风道加高段地表沉降最大-30.41mm,主要原因分析为：西北

25、风道加高段净空高度6.8m,采用三层台阶开挖，断面封闭时间较长；风道加高段位于主体小导洞相交处，受开马头门及主体小导洞开挖的影响。控制措施： 加高段小导洞拱部32超前导管密排布置，环向间距0.2m,长度取2.0m,每 根格栅钢架打设1环，小导管注改性水玻璃浆液。及时进行拱背注浆。六、监测与施工建议1、对桥桩的保护从目前的监测数据分析，桥桩已产生较大的沉降，随着后续工程的继续，水位还需普遍下降，加上主体中间小导洞的开挖，主体三联拱扣拱，主体土体往下的开 挖对围护桩摩阻力的影响，必将加大桥桩的绝对沉降。为控制沉降，在主体侧小导洞 施工中对桥桩采取径向注浆加固方案：在施工主体靠桥桩边导洞时，导洞拱部

26、和靠桥 桩侧边墙打设5m长小32注浆小导管，以提前加固桥桩周围土体，固结地层，达到控 制桥桩沉降的效果。在三联拱形成后，主体中间土体边下挖边在桩间打设 5m长小32注浆小导管， 以加固桩间土体，控制地中位移，并固结地层，达到控制桥桩沉降的效果。风道及出入口过桥桩，采用径向注浆锚管超前加固地层，固结小导洞开挖轮廓线以外一定厚度的土体，达到保护桥桩的效果。2、控制地表沉降的措施 在导洞与导洞之间立大弧拱初支施工过程中， 严格按 十八”字方针的原则指导。 中铁五局（集团）有限公司13北京地铁十号线劲松站监控量测分析报告施工。 严格按设计和已审批的方案组织施工， 做好超前小导管和锁脚锚管注浆，封闭 成

27、环后及时进行初支背后注浆。结构施工过程中注意结构的稳定和应力平衡。 定期检查降水井出水含砂率，对降水井含砂率大的井立即停止抽水， 必要时重 新打井。加强监控量测，确保做到信息化指导施工。 在小导洞的开挖中，对主体和风道上层小导洞拱部采取更强的超前支护措施， 拱部小导管环向间距加密至 0.2m,纵向每根打设，长度取 2m,注改性水玻璃浆液。 以超前固结地层，减少开挖中对拱部以上土体的扰动，达到控制地层沉降的效果。3、监控量测尽快启动第三方监测，以使各方监测数据相互印证，真正做到信息化施工。在近 期桥桩沉降速率加大的情况下，我单位对桥桩的监测频率已由每周1次调整为一周2次。附件：1、劲松站降水井布置图2、劲松站地表沉降监测总平面布置图中铁五局集团有限公司2004年11月16日14e 中铁五局（集团）有限公司 TOC o 1-5 h z 一、监控量测的实施情况11、实施依据1 HYPERLINK l bookmark5 o Current Document 2、监控量测的布点1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 3、与降水单位的联测 2 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 4、监控量测的组织2二、安全评估31、地表监测3 HYPERLINK l bookmark1